Өндіріс процестерін жетілдіру: Жоғары деңгейдегі басқару жүйелері
Advanced process control
Автоматты басқару жүйелері: Өндірістік процестерді жетілдіру үшін қолданылатын APC технологиялары туралы мағлұмат. Химия, мұнай және тағы басқа салалар үшін.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Бақылау теориясында, озық процестерді басқару (APC) – өнеркәсіптік процестерді басқару жүйелерінде қолданылатын әртүрлі техникалар мен технологиялардың кең спектрін білдіреді. Озық процестерді басқару әдетте қосымша және негізгі процестерді басқарудан бөлек орнатылады. Негізгі процестерді басқару элементтері процестің өзімен бірге жобаланып, жасалады, осы арқылы процестің негізгі жұмыс істеуін, басқаруын және автоматтандыру талаптарын жеңілдетуге мүмкіндік береді. Озық процестерді басқару, әдетте, кейіннен, көбінесе жылдар бойы процестегі белгілі бір өнімділік немесе экономикалық жақсарту мүмкіндіктерін шешу үшін қосылады. Процесс бақылауы (негізгі және озық) химия, мұнай-химия, мұнай және минералдарды қайта өңдеу, тамақ өнеркәсібі, фармацевтика, электр энергиясын өндіру сияқты процестік өнеркәсіптерді қамтиды. Бұл салалар үздіксіз процестермен және сұйықтықтарды өңдеумен сипатталады, автомобиль және электроника өндірісі сияқты дискретті бөлшектерді өндіруден өзгеше. Процесс автоматтандыру термині процесс бақылаумен шамалас мағынаға ие. Процесс бақылауы (негізгі және озық) процесс бақылау жүйесінде іске асырылады, ол таратылған басқару жүйесін (DCS), бағдарламаланатын логикалық контроллерді (PLC) және/немесе басқару компьютерін білдіруі мүмкін. DCS және PLC әдетте өнеркәсіптік талаптарға сай келіп, ақауларға төзімді болады. Басқару компьютері көбінесе қатайтылмайды немесе ақауларға төзімді болмайды, бірақ басқару жүйесіне жоғары есептеу мүмкіндіктерін ұсынады, құнды, бірақ маңызды емес, озық басқару қолданбаларын жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Озық басқару элементтері қолданбаға байланысты DCS немесе басқару компьютерінде орналасуы мүмкін. Негізгі басқару элементтері DCS және оның ішкі жүйелерінде, соның ішінде PLC-ларда болады.
In control theory, advanced process control (APC) refers to a broad range of techniques and technologies implemented within industrial process control systems. Advanced process controls are usually deployed optionally and in addition to basic process controls. Basic process controls are designed and built with the process itself, to facilitate basic operation, control and automation requirements. Advanced process controls are typically added subsequently, often over the course of many years, to address particular performance or economic improvement opportunities in the process. Process control (basic and advanced) normally implies the process industries, which includes chemicals, petrochemicals, oil and mineral refining, food processing, pharmaceuticals, power generation, etc. These industries are characterized by continuous processes and fluid processing, as opposed to discrete parts manufacturing, such as automobile and electronics manufacturing. The term process automation is essentially synonymous with process control. Process controls (basic as well as advanced) are implemented within the process control system, which may mean a distributed control system (DCS), programmable logic controller (PLC), and/or a supervisory control computer. DCSs and PLCs are typically industrially hardened and fault tolerant. Supervisory control computers are often not hardened or fault tolerant, but they bring a higher level of computational capability to the control system, to host valuable, but not critical, advanced control applications. Advanced controls may reside in either the DCS or the supervisory computer, depending on the application. Basic controls reside in the DCS and its subsystems, including PLCs.
Қарым-қатынас технологиясы
Келесі технологиялар APC-ге қатысты және кейбір жағдайларда APC-нің бөлігі болып саналуы мүмкін, бірақ әдетте өздерінің (немесе өздеріне қажет) Wiki мақалаларына ие жеке технологиялар болып табылады. Статистикалық процестерді басқару (СПК), атына қарамастан, үздіксіз процестерді басқаруға қарағанда дискретті бөлшектерді өндіруде және партиялық процестерді басқаруда көбірек қолданылады. СПК-де "процесс" термині үздіксіз процесті басқару емес, жұмыс және сапаны бақылау процесін білдіреді. Партиялық процестерді басқару (ANSI/ISA 88 стандартына қараңыз) үздіксіз емес партиялық процестерде қолданылады, мысалы, көптеген фармацевтикалық өнімдерде, химиялық заттарда және тағамдарда. Симуляцияға негізделген оңтайландыру динамикалық немесе тұрақты күйдегі компьютерлік процестерді модельдеуді қамтиды, бұл нақты уақытта, яғни сағаттықтан күндізгіге дейінгі аралықта, оңтайлы жұмыс мақсаттарын анықтауға мүмкіндік береді. Бұл кейде APC-нің бір бөлігі деп есептелсе де, іс жүзінде ол әлі де дамып келе жатқан технология және көбінесе MPO-ның бөлігі болып табылады. Өндірісті жоспарлау және оңтайландыру (MPO) – оңтайлы жұмыс мақсаттарына жетуге бағытталған үздіксіз бизнес-қызмет, содан кейін олар жұмыс істейтін ұйымда қолмен немесе кейбір жағдайларда автоматты түрде процесті басқару жүйесіне жіберіледі. Қауіпсіздікке арналған аспаптық жүйе – физикалық және әкімшілік тұрғыдан процесті басқару жүйесінен тәуелсіз, процестің негізгі қауіпсіздігін қамтамасыз ету мақсатын көздейтін жүйе.
The following technologies are related to APC and in some contexts can be considered part of APC, but are generally separate technologies having their own (or in need of their own) Wiki articles. Statistical process control (SPC), despite its name, is much more common in discrete parts manufacturing and batch process control than in continuous process control. In SPC, “process” refers to the work and quality control process, rather than continuous process control. Batch process control (see ANSI/ISA 88) is employed in non continuous batch processes, such as many pharmaceuticals, chemicals, and foods. Simulation based optimization incorporates dynamic or steady state computer based process simulation models to determine more optimal operating targets in real time, i. e. on a periodic basis, ranging from hourly to daily. This is sometimes considered a part of APC, but in practice it is still an emerging technology and is more often part of MPO. Manufacturing planning and optimization (MPO) refers to ongoing business activity to arrive at optimal operating targets that are then implemented in the operating organization, either manually or in some cases automatically communicated to the process control system. Safety instrumented system refers to a system that is independent of the process control system, both physically and administratively, whose purpose is to assure basic safety of the process.
APC бизнес және кәсіби мамандар
APC бағдарламаларын жобалауға, іске асыруға және күтіп ұстауға жауапты адамдар көбінесе APC инженерлері немесе Бақылау қосымшалары инженерлері деп аталады. Әдетте олардың білімі мамандық саласына байланысты болады. Мысалы, процестік өнеркәсіпте көптеген APC инженерлері химиялық инженерия негізін меңгерген, процесті басқару және химиялық өңдеу саласындағы біліктілікті үйлестіреді. Нефть өңдеу зауыттары сияқты ірі операциялық объектілерде, далалық өлшеу құралдары, реттеуші бақылау жүйесі (DCS және PLC), озық процестік басқару, бақылау жүйесі желісі және қауіпсіздігі салаларында мамандар мен кәсіпқойлар жұмыс істейді. Объектінің мөлшері мен жағдайларына байланысты, бұл персонал бірнеше сала бойынша жауапты болуы немесе әр салаға жеке тағайындалуы мүмкін. Сонымен қатар, әр салада қолдау және қызмет көрсету үшін тартылатын көптеген процестік басқару қызметтері компаниялары бар.
Those responsible for the design, implementation and maintenance of APC applications are often referred to as APC Engineers or Control Application Engineers. Usually their education is dependent upon the field of specialization. For example, in the process industries many APC Engineers have a chemical engineering background, combining process control and chemical processing expertise. Most large operating facilities, such as oil refineries, employ a number of control system specialists and professionals, ranging from field instrumentation, regulatory control system (DCS and PLC), advanced process control, and control system network and security. Depending on facility size and circumstances, these personnel may have responsibilities across multiple areas, or be dedicated to each area. There are also many process control service companies that can be hired for support and services in each area.
Жасанды интеллект және процестерді басқару
Өңдеуді басқаруда жасанды интеллект, машиналық оқыту және терең оқыту техникаларын қолдану – бұл операциялық параметрлерді одан әрі оңтайландыру үшін интеллект пайдаланылатын, озық процесті басқару тәсілі болып саналады. Мұнай және газ саласындағы процесті басқару жүйелеріндегі операциялар мен логика ондаған жылдар бойы физикалық теңдеулерге және операторлардың тәжірибесі мен нұсқаулықтарға сүйенген. Жасанды интеллект және машиналық оқыту алгоритмдері динамикалық жұмыс жағдайларын қарастырып, талдай алады және логикалық параметрлерді тікелей реттеуге немесе операторларға ұсыныс беруге болатын оңтайландырылған параметрлерді ұсынады. Мұндай интеллектуалды модельдердің араласуы шығындарды, өндірісті және қауіпсіздікті оңтайландыруға көмектеседі.
The use of Artificial Intelligence, Machine Learning and Deep Learning techniques in Process Control is also considered as an advanced process control approach in which intelligence is used to further optimize operational parameters. Operations and Logics in process control systems in oil and gas and for decades are based only on physics equations that dictates parameters along with operators’ interactions based on experience and operating manuals. Artificial Intelligence and Machine Learning algorithms can look into the dynamic operational conditions, analyse them and suggest optimized parameters that can either directly tune logic parameters or give suggestion to operators. Interventions by such intelligent models leads to optimization in cost, production and safety.